CN104573596B - 一种低频rfid电源管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低频RFID电源管理方法，包括：数字处理电路，其接收经处理后的读卡器命令，并将处理后的读卡器命令以第一调制信号的形式分两路输出；电平转移电路，其用于对一路电路传输的第一调制信号进行升压处理，以得到第二调制信号；PMOS晶体管，其包括第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管，第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管用于分别接收经升压处理后第二调制信号和另一路电路传输的第一调制信号；其中，第二调制信号和第一调制信号分别控制第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的同步通断，以将非必须电路与所述低频RFID电源管理电路连通或断开。本发明具有能降低低频RFID电源能耗，减少电容面积，降低芯片成本的有益效果。

Description

一种低频RFID电源管理方法

技术领域

本发明涉及一种芯片的电源管理方法。更具体地说，本发明涉及一种用于低频RFID电源管理方法。

背景技术

低频RFID的调制返回，一直是设计芯片的技术难点，芯片返回的信息需要调制得足够深以利于读卡器接收，但是在调制的时候芯片天线两端的波形会拉低，从而拉低天线两端整流得到的电压，而深度调制会将天线两端整流得到的电压拉得更低，因此调制时会造成电压不够而影响数字电路及其他必要电路的正常工作。因此，我们会在芯片的电路中增设储能电容以保证电路正常工作。在调制完成后，因调制而拉低的全波整流后的电压会影响已调信号的回弹，回弹慢不利于读卡器正确解调出调制信号。此外，在调制过程中，芯片电路中有些电路及模块并不参与调制过程，在调制过程中处于浪费能耗的状态。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种低频RFID电源管理方法，其能够降低电路中储能电容的储蓄量，减少储蓄电容面积，从而缩小芯片面积。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种低频RFID电源管理方法，包括：

数字处理电路，其接收经处理后的读卡器命令，并将处理后的读卡器命令以第一调制信号的形式分两路输出；

电平转移电路，其用于对一路电路传输的所述第一调制信号进行升压处理，以得到第二调制信号；

PMOS晶体管，其包括第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管用于分别接收经升压处理后第二调制信号和另一路电路传输的所述第一调制信号；

其中，所述第二调制信号和第一调制信号分别控制所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的同步通断，以将非必须电路与所述低频RFID电源管理电路连通或断开。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，当所述数字处理电路输出的第一调制信号为高电平时，则所述电平转移电路对一路电路传入的所述第一调制信号进行升压处理，经过升压处理后的第二调制信号和另一路电路传输的第一调制信号分别控制所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管断开与所述低频RFID电源管理电路的连接；当所述数字处理电路输出的第一调制信号为低电平时，则两路第一调制信号直接传输至所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管，并控制所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管与所述低频RFID电源管理电路的连通。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，所述低电平为0V，所述高电平为2.9V，所述电平转移电路将2.9V的高电平第一调制信号升压到6.5V的第二调制信号。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，所述非必须电路设置在所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管之间，且所述非必须电路的一端接所述第一PMOS晶体管的漏极，所述非必须电路的另一端接所述第二PMOS晶体管的源极。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，所述非必须电路为偏置电路和低压差线性稳定器。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，还包括：第一电容，其一端接地，另一端连接至所述第一PMOS晶体管的源极和衬底，且所述第一电容用于为所述低频RFID电源电路供电。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，还包括：第二电容，其一端接地，另一端连接至第二PMOS晶体管的漏极和衬底，所述第二电容用于为所述低频RFID电源电路供电。

优选的是，所述的低频RFID电源管理方法，所述读卡器命令经过限压、解调电路后转变成所述数字处理电路可以处理的信号。

本发明至少包括以下有益效果：由于在低频RFID电源管理电路的非必须电路的两端分别设置有第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管，且分别由第二调制信号和第一调制信号直接控制上述两个PMOS晶体管，因此可以通过第一调制信号电平的高或低来关闭或导通PMOS晶体管，从而断开或连通信号调制过程中的非必须电路，以达到降低能耗的作用；由于在调制过程中断开低频RFID电源电路中的非必须电路，可降低电源能耗，亦可降低电路中储能电容的储蓄量，从而减少储能电容面积，降低芯片成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的电源电路结构示意图；

图2为本发明的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了低频RFID电源电路的结构示意图，其中，hv为高压电，hv1为接到偏置电路和低压差线性稳压器的高压信号，vdd1为低压差线性稳压器输出的电源电压，vdd为低频RFID电源电压，C0为100pf的第一电容，C1(NMOS管陈列电容)为200pf的第二电容，mod为第一调制信号，modh为经过升压后的第二调制信号，bias是偏置电流，MP0为第一PMOS晶体管，MP1为第二PMOS晶体管。

图2示出了本发明的仿真示意图，该图为调制过程中，mod(第一调制信号)电压、V(s1，s2)(芯片天线两端电压)、hv(高压电压)的变化情况。

如图1所示，本发明提供一种低频RFID电源管理方法，包括：

数字处理电路，其接收经处理后的读卡器命令，并将处理后的读卡器命令以mod的形式分两路输出；电平转移电路，其用于对一路电路传输的mod进行升压处理，以得到modh；PMOS晶体管，其包括MP0和MP1，MP0和MP1用于分别接收经升压处理后modh和另一路电路传输的mod；其中，modh和mod分别控制MP0和MP1的同步通断，以将非必须电路与所述低频RFID电源管理电路连通或断开。该方案的目的是在信号调制时，将低频RFID电源电路中的非必须电路断开，从而起到降低电源功耗的作用。而PMOS晶体管因其本身的性质，低电压导通，高电压关闭，同时连通和断开MP0和MP1，不会出现因为不同时关闭而造成的电能消耗，而用经过数字处理电路后的调制信号直接控制MP0和MP1，十分便捷。

如图1所示，当所述数字处理电路输出的mod为高电平时，则所述电平转移电路对一路电路传入的mod进行升压处理，经过升压处理后的modh和另一路电路传输的mod分别控制MP0和MP1断开与所述低频RFID电源管理电路的连接；当所述数字处理电路输出的mod为低电平时，则两路mod直接传输至MP0和MP1，并控制MP0和MP1与所述低频RFID电源管理电路的连通。本技术方案中，MP0关闭时所需的电压比MP1的要高，因此，控制MP0关闭时所需的调制信号需要经过电平转移电路升压后才能达到。

如图1、2所示，所述低电平为0V，所述高电平为2.9V，所述电平转移电路将2.9V的高电平mod升压到6.5V的modh。在芯片电复位时期，mod信号为低电平0V，modh信号也为低电平0V，MP0和MP1导通，在数字处理电路调制返回拉高mod信号的时候，mod信号控制调制电路，调制电路调制天线两端，将天线两端电压的峰值拉为2V，同时mod信号经过一个电平转移电路由2.9V转为6.5V的modh，modh信号关断MP0。

如图1所示，所述非必须电路设置在MP0和MP1之间，且所述非必须电路的一端接所述MP0的漏极，所述非必须电路的另一端接MP1的源极。采用该技术方案的目的是两个PMOS晶体管在调制时，只断开非必须电路。

如图1所示，所述非必须电路为偏置电路和低压差线性稳定器。在整个电源电路中，消耗高压电hv能量的主要是偏置电路和低压差线性稳定器。当芯片处于电复位时，MP0和MP1导通，hv1等于hv，hv1经过偏置电路后产生bias，bias供给解调使用，同时也为低压差线性稳定器提供参考电流，低压差线性稳定器利用hv1产生2.9V的vdd1，vdd1经过MP1后的vdd对C1充电。

如图1所示，C0，其一端接地，另一端连接至MP0的源极和衬底，且C0用于为所述低频RFID电源电路供电。C0的作用为电源电路在调制功能不足的时候提供电能。在芯片电复位时，经过全波整形电路后的hv对C0充电，而调制时，mod信号拉高，天线两端电压拉低，MP0和MP1断开，C0放出为hv的电压的电荷为必须模块供电，调制完成后，mod信号变低，MP0和MP1同时打开，C0的电荷通过低压差线性稳定器对C1充电，因为调制时断开了非必须电路，因此C0电荷消耗变小，vdd电压很快冲到2.9V，减少充电时间，减少在充电过程中的损耗，加快波形回弹。从图2的仿真图中可以看到，通过断开调制期间的非必须电路，hv和vdd在调制时电压较稳定。

如图1所示，C1，其一端接地，另一端连接至MP1的漏极和衬底，所述C1用于为所述低频RFID电源电路供电。C1为缓存hv电压的电容，在芯片电复位时，低压差线性稳定器利用hv1产生2.9V的vdd1，vdd1经过MP1后的vdd对C1充电；调制时，vdd要对数字电路和时钟提取电路供电，C1的电荷逐渐减小，vdd电压逐渐降低，调整时间越长，vdd降低越多。

如图1所示，所述读卡器命令经过限压、解调电路后转变成所述数字处理电路可以处理的信号。读卡器发出的命令是模拟信号，需经过限压、解调电路后变成数字处理电路可以处理的信号。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明吊篮的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

如上所述，根据本发明，由于PMOS晶体管在调制时将电源与非必须电路断开，使得芯片在调制过程中功耗极低，同时在芯片调制完成时也利于回弹波形。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种低频RFID电源管理方法，其特征在于，包括：

数字处理电路，其接收经处理后的读卡器命令，并将处理后的读卡器命令以第一调制信号的形式分两路输出；

电平转移电路，其用于对一路电路传输的所述第一调制信号进行升压处理，以得到第二调制信号；

PMOS晶体管，其包括第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管用于分别接收经升压处理后第二调制信号和另一路电路传输的所述第一调制信号；

第一电容，其一端接地，另一端连接至所述第一PMOS晶体管的源极和衬底，且所述第一电容用于为所述低频RFID电源电路供电；

第二电容，其一端接地，另一端连接至第二PMOS晶体管的漏极和衬底，所述第二电容用于为所述低频RFID电源电路供电；

其中，所述第二调制信号和第一调制信号分别控制所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的同步通断，以将非必须电路与所述低频RFID电源管理电路连通或断开；

所述非必须电路设置在所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管之间，且所述非必须电路的一端接所述第一PMOS晶体管的漏极，所述非必须电路的另一端接所述第二PMOS晶体管的源极；

所述非必须电路为偏置电路和低压差线性稳定器。

2.如权利要求1所述的低频RFID电源管理方法，其特征在于，当所述数字处理电路输出的第一调制信号为高电平时，则所述电平转移电路对一路电路传入的所述第一调制信号进行升压处理，经过升压处理后的第二调制信号和另一路电路传输的第一调制信号分别控制所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管断开与所述低频RFID电源管理电路的连接；当所述数字处理电路输出的第一调制信号为低电平时，则两路第一调制信号直接传输至所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管，并控制所述第一PMOS晶体管和所述第二PMOS晶体管与所述低频RFID电源管理电路的连通。

3.如权利要求2所述的低频RFID电源管理方法，其特征在于，所述低电平为0V，所述高电平为2.9V，所述电平转移电路将2.9V的高电平第一调制信号升压到6.5V的第二调制信号。

4.如权利要求1所述的低频RFID电源管理方法，其特征在于，所述读卡器命令经过限压、解调电路后转变成所述数字处理电路可以处理的信号。